Atslēgas līdzņemšanai
- Putekļu uzkrāšanās var samazināt saules paneļu efektivitāti.
- Ūdens ir pārāk vērtīgs resurss, lai saules paneļi būtu tīri no putekļiem.
-
Pētnieki ir izstrādājuši mehānismu, kas izmanto elektriskos lādiņus, lai putekļi nolēktu no paneļiem.
Daudz saules gaismas un zemes padara tuksnešus par ideāli piemērotiem saules paneļu uzstādīšanai, taču tajos ir arī daudz putekļu, kas samazina to efektivitāti. Mums ir nepieciešams jauns veids, kā aizsargāt saules paneļus no putekļiem.
Ūdenim ir svarīga loma paneļu attīrīšanā no putekļiem, taču tas ir vērtīgs resurss, ko labāk izmantot citur. Meklēdami labākas alternatīvas, MIT pētnieki ir izstrādājuši jaunu saules paneļu tīrīšanas metodi, kas izmanto elektriskos lādiņus, lai atvairītu putekļu daļiņas, liekot tām nolēkt no paneļiem.
“Pētniecības dokuments ir noderīgs, lai turpinātu progresu saistībā ar PV (fotoelektrisko) netīrumu problēmu,” e-pastā Lifewire pastāstīja Metjū Mullers, Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas (NREL) PV veiktspējas un uzticamības grupas inženieris.. “Raksts ir labi uzrakstīts, tas ir noderīgs solis ilgtermiņa darbā, lai novērstu PV netīrumus, un tāpēc daži no aprakstītajiem eksperimentiem ir ļoti noderīgi sabiedrībai.”
Bite the Dust
Savā rakstā MIT absolvents Srīdats Panats un mašīnbūves profesors Kripa Varanasi citē prognozes, ka līdz 2030. gadam saules enerģija sasniegs 10 procentus no pasaules elektroenerģijas ražošanas.
Viņi apgalvo, ka, neskatoties uz nesenajiem PV tehnoloģiju uzlabojumiem, kas palīdz uzlabot saules paneļu efektivitāti, putekļu uzkrāšanās ir viens no lielākajiem nozares darbības izaicinājumiem.
Putekļi, skaidro Mullers, nokrīt uz saules paneļa gravitācijas un citu nogulsnēšanas metožu dēļ. "Putekļu daļiņas bloķē gaismas pārraidi saules baterijā, tādējādi radot jaudas samazināšanos konkrētajam ārējam starojumam. Mēs redzam zaudējumus no PV netīrumiem ASV robežās no 0 līdz 7%, turpretim 7% zudumi ir putekļainos reģionos dienvidrietumos," skaidroja Mullers.
Turklāt pētnieki apgalvo, ka skarbā vidē, piemēram, tuksneša vidū, putekļi uzkrājas aptuveni 1 g/m2 dienā un, ja tie netiek notīrīti, tie var uzkrāties līdz 3 mg/cm2. mēnesis. Lai to aplūkotu perspektīvā, putekļu uzkrāšanās 5 mg/cm2 atbilst gandrīz 50% jaudas zudumam, dalās pētnieki. Izsakoties naudas izteiksmē, viņi saka, ka vidējais jaudas zudums 3–4 procentu apmērā globālā mērogā nozīmē ekonomiskus zaudējumus 3 USD apmērā.3–5,5 miljardi dolāru.
Tāpēc nav pārsteigums, ka saules paneļu tīrīšanai tiek tērēti milzīgi resursi, dažreiz pat vairākas reizes mēnesī atkarībā no netīrības pakāpes.
Visizplatītākā tīrīšanas metode ir zem spiediena ūdens strūklu un aerosolu izmantošana, kas, pēc pētnieku aplēsēm, var nodrošināt līdz pat 10 procentiem no saules enerģijas fermu ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksām.
Citi pētnieki ir aprēķinājuši, ka saules elektrostacijas tīrīšanai patērē aptuveni vienu līdz piecus miljonus galonu ūdens uz 100 MW saražotās elektroenerģijas gadā. Palielinot, tas nozīmē līdz pat 10 miljardiem galonu ūdens saules paneļu tīrīšanai, un tiek lēsts, ka ar to pietiek, lai apmierinātu līdz pat 2 miljonu cilvēku gada ūdens vajadzības.
Clean Getaway?
Sausā beršana ir viena alternatīva tīrīšanai uz ūdens bāzes, taču tā nav tik efektīva un rada risku saskrāpēt paneļus un neatgriezeniski samazināt to efektivitāti.
Kā aizraujoša alternatīva ir parādījusies elektrostatiskā saules paneļu tīrīšana, kurā netiek izmantots ūdens un nav saskares ar berzi. Elektrodinamiskie ekrāni (EDS) ir vispopulārākās elektrostatiskās putekļu noņemšanas sistēmas, un tās tiek izmantotas Marsa roverā, norāda Mullers.
Tomēr pētnieki apgalvo, ka EDS ieviešanai saules paneļos uz Zemes ir vairākas problēmas, piemēram, mitruma iekļūšana un uzkrāšanās, kas galu galā var izraisīt elektrodu īssavienojumu.
To ierosinātais mehānisms ir balstīts uz esošo elektrostatiskās tīrīšanas metodi un izmanto elektriskos lādiņus, lai izraisītu putekļu daļiņu atdalīšanu un nolēkšanu no paneļu virsmas. Sistēmu var darbināt automātiski, izmantojot vienkāršu elektromotoru un vadošās sliedes gar paneļa sāniem.
Tehnoloģija ir aizraujoša, taču tā ir tikai pētniecības līmenī, un tāpēc tā ir tālu no komerciāli dzīvotspējīgas, atgādina Mullers. Turklāt viņš piebilst, ka pētnieki veica testus ar ceļa putekļiem, kas ir ideāls gadījums.
“Reālajā pasaulē augsne var būt daudz sarežģītāka… un tāpēc ierīce var nedarboties vairākās vidēs.”
